集微網(wǎng)報道，數(shù)據(jù)、算力、算法是人工智能發(fā)展的三要素，也被譽為數(shù)字經(jīng)濟時代發(fā)展的三駕馬車。這其中，數(shù)據(jù)是生產(chǎn)資料，海量優(yōu)質(zhì)數(shù)據(jù)是驅(qū)動算法持續(xù)演進的基礎(chǔ)養(yǎng)料;算法是生產(chǎn)關(guān)系，是處理數(shù)據(jù)信息的規(guī)則與方式;算力是生產(chǎn)力，體驗為數(shù)據(jù)處理與算法訓(xùn)練的速度與規(guī)模。非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)激增及算法模型的日益龐大與復(fù)雜帶動算力需求飛速增長，算力已成為人工智能產(chǎn)業(yè)化進一步發(fā)展的關(guān)鍵。
AI算力，顧名思義，就是支撐AI的計算能力。此處的計算不是簡單的加減乘除，而是對世界萬物的計算，是萬物互聯(lián)、人工智能之下的高度復(fù)雜、無所不在的計算。
不同于傳統(tǒng)算力，AI算力為了支撐AI模型的開發(fā)、訓(xùn)練和推理，對并行處理能力的要求特別高，也因此需要專門的AI芯片和框架。
大數(shù)據(jù)“引爆”算力需求
隨著5G、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)量正在以更加難以計量的速度爆發(fā)，據(jù)IDC公布的《數(shù)據(jù)時代2025》顯示，從2016年到2025年全球總數(shù)據(jù)量將會增長10倍，達(dá)到163ZB。面對如此龐大的數(shù)據(jù)量，模型計算將變得更加復(fù)雜，對算力的需求也在不斷提高。
這一現(xiàn)狀，不斷驅(qū)動著人工智能算力的增加。
據(jù) Open AI的一份報告顯示，從 2012到2019年，人工智能訓(xùn)練集增長將近 30萬倍，每3.43個月翻一番，比摩爾定律快25000倍。但是，如果沒有足夠的算力支撐，就會有大把的數(shù)據(jù)被浪費掉，算法也不能進入到AI產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)力階段。另據(jù)華為《智能世界2030》報告顯示，預(yù)計2030年全球通用算力將增長10倍到3.3ZFLOPS，人工智能算力將增長500倍超過100ZFLOPS。
我們看到，一方面，計算技術(shù)與產(chǎn)業(yè)正在催生AI計算迅猛發(fā)展;但另一方面，人工智能在訓(xùn)練、驗證、部署等階段往往面臨應(yīng)用場景多元化、數(shù)據(jù)巨量化帶來的諸多挑戰(zhàn)。這要求算力在支持大規(guī)模部署的同時，要滿足高并發(fā)、高彈性、高精度等不同計算需求，持續(xù)為不同的人工智能負(fù)載，高效地提供計算力。
因此，為了進行大數(shù)據(jù)挖掘和人工智能分析，滿足應(yīng)用化需求，算力的提升成為必然。
AI芯片乘風(fēng)起航
在算力機遇之下，AI芯片正乘風(fēng)起航。愛集微發(fā)布的《2021中國半導(dǎo)體投資白皮書》分析認(rèn)為，2021年4大熱門賽道之一就包括AI芯片賽道。數(shù)據(jù)顯示，對于 AI 芯片賽道，2017 年至今的整體投資規(guī)模呈現(xiàn)持續(xù)性增長的態(tài)勢。2021年截止到11月底，國內(nèi)AI芯片融資事件超過30起，融資規(guī)模超過100億元。
另外，根據(jù) Gartner、IDC數(shù)據(jù)，全球?qū)τ贏I芯片的需求逐步提升，2020年全球AI芯片市場規(guī)?？梢赃_(dá)到101億美元，預(yù)計2025年可以達(dá)到726億美元，2020年至2025年CAGR達(dá)48.4%。到2025年，中國將擁有全球數(shù)據(jù)量的27.8%，中國AI 芯片市場規(guī)模將達(dá)到1385億元，2021至2025年CAGR達(dá)47%。
目前，AI芯片主要包括圖形處理器(GPU)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、專用集成電路(ASIC)、神經(jīng)擬態(tài)芯片(NPU)等。人工智能深度學(xué)習(xí)需要異常強大的并行處理能力。芯片廠商正在通過不斷研發(fā)和升級新的芯片產(chǎn)品來應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，特別是GPU，同樣也包括 FPGA、ASIC 和 NPU 等。
IDC 數(shù)據(jù)顯示，2021年上半年中國人工智能芯片中，GPU依然是實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心加速的首選，占有90%以上的市場份額，而ASIC，F(xiàn)PGA，NPU等其他非GPU芯片也在各個行業(yè)和領(lǐng)域被越來越多地采用，整體市場份額接近10%，預(yù)計到2025年其占比將超過20%。
AI芯片針對人工智能多樣場景的數(shù)據(jù)處理、智能算法加速、高速訓(xùn)練推理等計算需求，構(gòu)建共性的新型算力基礎(chǔ)設(shè)施。不同的終端場景對AI芯片有不同的性能需求，比如L3自動駕駛算力需求為30-60TOPS，L4需求100TOPS以上，L5需求甚至達(dá)1000TOPS。
國產(chǎn)AI芯片廠商進展如何？
AI芯片的重要性已經(jīng)毋庸置疑，那么，國內(nèi)都有哪些AI芯片廠商?AI芯片的發(fā)展現(xiàn)狀如何?以下是集微網(wǎng)做的部分盤點(排名不分先后)。
地平線：地平線成立于2015年6月，是國內(nèi)唯一一家實現(xiàn)汽車智能芯片前裝量產(chǎn)的企業(yè)。通過自研AI專用計算架構(gòu)BPU(Brain Processing Unit)，地平線構(gòu)建了面向自動駕駛領(lǐng)域的征程系列芯片，以及面向AIoT領(lǐng)域的旭日系列芯片兩大產(chǎn)品線。其中，公司于2021年7月發(fā)布了全場景整車智能中央計算芯片征程5，單芯片AI算力達(dá)128TOPS。隨著征程5系列的推出，地平線成為當(dāng)前唯一覆蓋L2到L4的全場景整車智能芯片方案提供商。
寒武紀(jì)：寒武紀(jì)成立于2016年，成立當(dāng)年便推出了寒武紀(jì)1A處理器，這是全球首款商用終端智能處理器，并入選世界互聯(lián)網(wǎng)大會評選的十五項“世界互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)先科技成果”。目前，公司已推出輻射終端(1A處理器，1H處理器，1M處理器)、邊緣端(思元220芯片)、云端(思元100芯片，思元270芯片，思元290芯片，思元370)等智能芯片及加速卡產(chǎn)品，保持每年推出1-2款核心產(chǎn)品的節(jié)奏。
燧原科技：燧原科技成立于2018年3月，在產(chǎn)品上較早實現(xiàn)了AI芯片的產(chǎn)品化，產(chǎn)品體系覆蓋云端的人工智能訓(xùn)練、推理芯片及其加速卡、人工智能訓(xùn)練OAM模組，是國內(nèi)早期同時擁有云端訓(xùn)練、云端推理解決方案的AI芯片初創(chuàng)公司。
目前，燧原科技目前已擁有從邃思系列芯片、云燧訓(xùn)練和推理加速卡、云燧服務(wù)器和云燧智算機的全系列產(chǎn)品線。
天數(shù)智芯：天數(shù)智芯成立于2015年，是一家GPGPU高端芯片及超級算力系統(tǒng)提供商，主要產(chǎn)品包括7nm云端訓(xùn)練通用GPU產(chǎn)品“天垓100”，7nm云邊推理芯片“智鎧100”。據(jù)悉，截止今年9月，天數(shù)智芯首款通用GPU芯片天垓100累計訂單金額已經(jīng)超過2.3億元。
黑芝麻智能：黑芝麻智能成立于2016年，是一家車規(guī)級自動駕駛計算芯片和平臺研發(fā)企業(yè)，專注于大算力計算芯片與平臺等技術(shù)領(lǐng)域的高科技研發(fā)。主要產(chǎn)品包括華山A500，以及華山二號A1000、A1000 L和A1000 Pro四款自動駕駛芯片產(chǎn)品。據(jù)悉，華山二號A1000系列芯片，是首顆進入量產(chǎn)狀態(tài)的單芯片支持行泊一體域控制器的國產(chǎn)芯片平臺，算力可達(dá)58TOPS。
鯤云科技：深圳鯤云信息技術(shù)有限公司成立于2017年，鯤云科技是一家技術(shù)領(lǐng)先的人工智能公司，以數(shù)據(jù)流技術(shù)為核心，提供高性能低延時、高通用性、高算力性價比的下一代人工智能計算平臺和軟硬一體化的平臺解決方案，加速人工智能技術(shù)在智慧城市、智慧安監(jiān)、智能制造、自動駕駛等領(lǐng)域的落地。主要產(chǎn)品包括CAISA芯片，AI加速卡星空X3、星空X9系列。
瀚博半導(dǎo)體：瀚博半導(dǎo)體成立于2018年12月，致力于為像素世界提供算力的高端芯片。瀚博已經(jīng)形成了涵蓋了芯片、推理加速卡、一體機的硬件產(chǎn)品線和軟件整合的系統(tǒng)級解決方案。在2022世界人工智能大會(WAIC)期間發(fā)布了四個新產(chǎn)品：瀚博統(tǒng)一計算架構(gòu)、全新數(shù)據(jù)中心(云端)AI 推理卡載天VA10、邊緣 AI 推理加速卡載天VE1、以及瀚博軟件平臺VastStream擴展版。
壁仞科技：壁仞科技創(chuàng)立于2019年，致力于研發(fā)原創(chuàng)性的通用計算體系，建立高效的軟硬件平臺,同時在智能計算領(lǐng)域提供一體化的解決方案。今年3月，壁仞科技點亮了國內(nèi)算力最大通用GPU芯片，并在8月發(fā)布首款通用GPU芯片BR100，16位浮點算力達(dá)到1000T以上、8位定點算力達(dá)到2000T以上，單芯片峰值算力達(dá)到PFLOPS級別。
愛芯元智：愛芯元智成立于2019年，專注于高性能、低功耗的人工智能視覺處理器芯片研發(fā)，并自主開發(fā)面向推理加速的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器，在邊緣側(cè)、端側(cè)場景不斷探索和快速落地。愛芯元智擁有自研混合精度NPU和愛芯智眸AI-ISP兩大核心技術(shù)，同時也是業(yè)內(nèi)第一家將兩者應(yīng)用于芯片產(chǎn)品，并實現(xiàn)商業(yè)化落地的公司，目前已有兩代多顆端側(cè)、邊緣側(cè)AI芯片成功量產(chǎn)。
墨芯人工智能：墨芯成立于2018年，是一家提供云端和終端AI芯片加速方案的芯片設(shè)計公司，支持全面稀疏化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)開發(fā)，提供超高算力、超低功耗的通用AI計算平臺。產(chǎn)品主要是雙稀疏化芯片Antoum。
沐曦集成電路：沐曦成立于2020年9月，是一家為異構(gòu)計算提供安全可靠的高性能GPU芯片及解決方案商，自主研發(fā)的高性能GPU IP，以及可兼容主流GPU生態(tài)的完整軟件棧(MACAMACA)。目前，沐曦構(gòu)建了全棧高性能GPU芯片產(chǎn)品，包括用于AI推理的MXN系列GPU(曦思)，用于科學(xué)計算及AI訓(xùn)練的MXC系列GPU(曦云)，以及用于圖形渲染的MXG系列GPU(曦彩)，可廣泛用于人工智能、智慧城市、數(shù)據(jù)中心、云計算、自動駕駛、科學(xué)計算、數(shù)字孿生、元宇宙等前沿領(lǐng)域。
后摩智能：后摩智能成立于2020年底，是國內(nèi)首家專注于存算一體技術(shù)的大算力AI芯片公司，主要基于存算一體技術(shù)和存儲工藝，突破智能計算芯片性能及功耗瓶頸。公司提供的大算力、低功耗的高能效比芯片及解決方案，可應(yīng)用于智能駕駛、泛機器人等邊緣端，以及云端推理場景。
今年5月，后摩智能宣布成功點亮其自主研發(fā)的業(yè)內(nèi)首款存算一體大算力AI芯片，并成功跑通智能駕駛算法模型。
億鑄科技：億鑄智能在2021年10月開始正式運營，是目前國內(nèi)唯一能夠自主設(shè)計并量產(chǎn)基于ReRAM全數(shù)字存算一體的大算力AI芯片公司。基于ReRAM存算一體技術(shù)，億鑄智能已實現(xiàn)從IP到工藝的全國產(chǎn)化，在中芯國際和昕原半導(dǎo)體等均有成熟可量產(chǎn)的配套工藝制程。
